異構計算行業深度分析2024

當下，面對越來越高的算力開銷和越來越復雜的數據信息，單靠CPU已遠遠無法滿足需求。相較于傳統的服務器，AI服務器需要配備GPU/NPU/FPGA/ASIC等芯片以支持高算力，異構計算平臺應運而生，未來有望成為主流，算力巨頭英偉達、AMD都早已展開布局。

我國《新型數據中心發展三年行動計劃》中也明確提出，推動CPU、GPU等異構算力提升，逐步提高自主研發算力的部署比例，推進新型數據中心算力供應多元化。

異構計算是指在一個計算系統中使用不同類型的處理器或者計算單元來協同完成計算任務的技術，這些單元包括CPU、GPU、以及如NPU這樣的專用加速器。它的目的在于通過結合不同處理器的優勢，來提高系統的整體性能、效率和適應各種復雜計算場景的能力，同時解決單一架構在功耗、散熱等方面的局限性。

異構計算行業深度分析

在過去，異構計算意味著必須以不同方式處理不同的 ISA，而在現代示例中，異構系統架構 (HSA) 系統在使用多種處理器類型(通常是 CPU 和 GPU)時消除了差異(對于用戶)，通常在 相同的集成電路，以提供兩全其美：通用 GPU 處理(除了 GPU 眾所周知的 3D 圖形渲染功能外，它還可以對非常大的數據集執行數學密集型計算)，而 CPU 可以運行 操作系統并執行傳統的串行任務。

隨著制造技術的進一步擴展允許以前的分立組件成為片上系統或 SoC 的集成部分，現代計算系統中的異構性水平正在逐漸增加。 例如，許多新處理器現在包括用于與其他設備(SATA、PCI、以太網、USB、RFID、無線電、UART 和內存控制器)以及可編程功能單元和硬件加速器(GPU、密碼學)接口的內置邏輯 協處理器、可編程網絡處理器、A/V 編碼器/解碼器等)。

據中研產業研究院《2023-2028年中國異構計算行業市場前瞻分析與未來投資戰略規劃報告》分析：

據調查統計，2017年異構計算行業市場規模為約120.10億元，增長率為39.9%。2018年異構計算行業市場規模為約176.88億元，增長率為38.2%。2019年異構計算行業市場規模為約234.94億元，增長率為30.7%。2020年異構計算行業市場規模為約296.16億元，增長率為25.9%。2021年異構計算行業市場規模為約362.35億元，增長率為22.8%。

異構計算的應用范圍很廣，幾乎所有涉及巨大挑戰性問題的求解都可用異構計算進行經濟有效的求解。典型的應用包括圖像理解、質點示蹤、聲束形成、氣候建模、湍流對流混合模擬以及多媒體查詢等。這些應用中通常都含有多種不同的計算類型的需求，因此很適合于用異構計算來進行求解。

目前異構并行計算向著以下幾個方向發展：

(1)集群計算。這是傳統高性能計算的領域。但是今天高性能計算已經演變成了異構并行計算的一部分，越來越多的高性能計算集群使用GPU、MIC、FPGA等。

(2)單機計算。推動單機計算向異構并行計算發展的主要動力是游戲、計算機輔助設計等，而主要表現是GPU+CPU的異構計算。

(3)移動計算。近幾年發展表明，人們對手機的需求比對PC的需求更大。目前幾乎所有的移動芯片解決方案都是異構的，除了有CPU、GPU之外，還有視頻編解碼單元、音頻處理單元。傾向于把更多工作內容轉移到手機上，但是為了保證續航時間，移動處理器的設計一開始就不是以高性能為目標，這使得要在移動處理器上獲取高性能是比較困難的。

(4)嵌入式計算。在一些惡劣工作環境下，只有DSP和FPGA能夠滿足要求。

報告對我國異構計算行業的供需狀況、發展現狀、子行業發展變化等進行了分析，重點分析了國內外異構計算行業的發展現狀、如何面對行業的發展挑戰、行業的發展建議、行業競爭力，以及行業的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了異構計算行業的整體發展動態，對行業在產品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

想要了解更多異構計算行業詳情分析，可以點擊查看中研普華研究報告《2023-2028年中國異構計算行業市場前瞻分析與未來投資戰略規劃報告》。